攻克三大挑戰，只為做好BMS電池管理——解讀“汽車先進動力與車載能源系統關鍵技術及其在新能源汽車上的應用”

在傳統汽車產銷量逼近3000萬輛，利潤卻薄如白紙的關口上，山東省汽車電子技術重點實驗室主任王知學率領一群人“早知早覺”，提前四五年扎進了新能源汽車的江湖。

一塊電池被裝到電動汽車上跑起來，它便產生了兩個領域的挑戰：一是電池本身性能，另一是電池管理。王知學告訴記者：“純電動汽車行駛距離的長短，第一看電池，儲量大跑得遠；第二就要看電池管理。現在很多客戶抱怨車子顯示剩余電量不準確，本來還能跑100公里，但電腦顯示還能跑150公里，那么你可能就被扔在路上；如果相反，你只能提心吊膽地開車。這兩者都很重要。”

實際上，電池管理的重要性并不僅僅在此。用學術語言形容，電池管理系統無論在車輛運行過程中，還是在充電過程中都要可靠地完成電池狀態的實時監控和故障診斷，過度充電或者過度放電，電池過冷或者過熱都要實時監測，通過總線的方式告知車輛整車控制器或充電機，并給出解決方案，從而更加高效安全地使用電池。

進軍電池管理領域，王知學團隊是有底氣的。

他領導下的山東省汽車電子技術重點實驗室是山東省批準建立的省內唯一從事汽車電子技術研發的重點實驗室，十年來干的“大事”有目共睹：比如，他們完成了我國首款為合資汽車廠商配套且具有完全自主知識產權的基于總線技術的汽車電子產品及其生產工藝過程的研發，為我國在汽車電子領域進行自主創新并最終打破國外壟斷打下堅實基礎……

十年前，山科院自動化所、清華大學、中通客車三者強強聯合，試圖建立“產學研用”協同創新模式，“自動化所做電池管理，清華大學做算法研究和變速箱，中通做集成，裝在中通車上。”

這是一項充滿挑戰的科研路。

王知學明白，“新能源汽車有三大關鍵部件，電池、電機加電控。電池和電池管理這套系統在三大部件中無論是成本還是價值都占了1/3。”其中的挑戰有三：

“第一，鋰電過度充電和過度放電都會引起危險，但如何解決是一個技術問題，如何讓剩余電量到10%就不讓跑了，充滿電需要4.4V，如何通過電池管理系統讓充滿電限制到4.2V左右；第二，電池一致性問題，如果它一輛新能源車需要300V的電壓，大概就是100多塊電池串到一塊，如果其中有一塊電池內阻高了，它會引起整個電池運行不正常，這時必須均衡它，把其他的東西拉到一個水平上；第三，前面所說的剩余電量和電池健康狀態的計算，這里面準確性很重要。”

十年磨一劍，王知學團隊沒有讓伙伴們失望。他們做出了實現電池荷電狀態（SOC）精確估算方法，開發出智能安全監控系統，系統解決了車載動力電源電流均衡、關鍵參數估算和安全監控防護等行業難題。

一些關鍵性的指標，比如涉及到電池一致性的電池成組、熱管理、電流均衡，比如涉及到電池可靠性的過度充、放電、高低溫特征、大電流充放、接觸松動等，都做到了萬無一失。

汽車設計與制造技術專家鐘志華院士認為，“這個項目提出了全階段鋰離子電池均衡技術及基于RC等效電路的電池SOC估算技術，開發出新型模塊化電池成組技術，并開發出高集成度、低成本車載能源系統，解決了車載動力電源系統壽命預測、SOC估算和安全防護等行業難題，并大幅提升了電池組使用壽命；在整車集成方面，提出了多級安全防護技術，有效保障了關鍵零部件可靠性及高壓安全性。”

“他們打破國外技術封鎖和壟斷，獲得了多項具有自主知識產權的核心技術。”汽車工程專家郭孔輝院士也十分看好這項成果；而泰山產業領軍人才、濰柴動力副總裁張紀元更看到了項目在產業化上的努力，“這個項目在山東、黑龍江，新加坡、菲律賓等100余個國內外城市和國家地區進行了大規模應用，累計銷售收入達80億元。”

對于這一切，王知學并不滿足。他說：“我們還在路上，需要更多努力。”